钍射气220^Rn测量方法综述

介绍并分析了钍射气220^Rn的几种主要测量方法,包括双滤膜法、闪烁室法、固体核径迹法、主动式活性炭吸附法和半导体探测法,阐述了220^Rn测量仪的刻度方法.     

几种220Rn子体测量方法的比较

针对4种目前常用的测量220Rn子体的方法、原理、使用条件、计算方法、优缺点等进行了讨论,并在云南的矿井和土房对这4种方法进行了实验比较.由于室内220Rn浓度随环境条件变化显著,与其衰变产物间缺乏稳定的关系,220Rn子体的时间变化规律尚不清楚,因此,在吸入220Rn的剂量估算中应尽可能使用累积测量法.     

220Rn测量仪器的刻度问题

调研了各类钍射气(^220Rn)测量仪的刻度方法和存在的问题。针对各类^220Rn标准源的析出百分率常小于100％而有待准确测定这一关键问题，建立了流气闪烁室绝对测量方法，并用活性炭-γ谱法作了验证，解决了准确测定^220Rn标准源析出率的问题，为提高^220Rn测量仪刻度的准确性创造了条件。     

钍射气(~(220)Rn)及其子体的研究现状与展望

对钍射气220Rn及其子体的来源、影响因素、测量方法、剂量评价和防治措施作了概括性的介绍与展望。环境中220Rn的来源主要有建材和地质。220Rn的影响因素包括土壤中232Th的含量、建筑材料类别与性状、建筑物的通风条件、离墙和地面距离、季节、地表γ辐射水平等。根据测量原理的不同,220Rn测量可以分为滤膜法、闪烁室法、固体核径迹法、活性炭吸附法、半导体探测法和化学方法等。220Rn子体比220Rn对剂量的贡献更加重要。220Rn防治措施包括:建材选择、增加室内空气的流动、加强通风和阻断地基中的钍射气220Rn来源等。     

用于被动积分测 220Rn剂量计刻度的简易 220Rn室

用有机玻璃板制作了一 3 5 0mm× 2 5 0mm× 1 80mm的2 2 0 Rn积累箱 ,用特制的闪烁室测量2 2 0 Rn室内2 2 0 Rn水平 ,闪烁室测量2 2 0 Rn的刻度因子是用标准氡源刻度其对氡及其子体释放α粒子的探测效率 ,并经能量修正后得到。2 2 0 Rn源和循环气流混合后以约 1 3L·min-1充进积累箱 ,其2 2 0 Rn水平通过充源回路添加不同体积的延迟箱和气体流量的控制加以调节。在充源和循环气流条件不变时 ,测量充源孔和循环孔所在两个侧面上不同位置采样孔的2 2 0 Rn水平 ,测量结果的相对标准偏差为 0 3 % ;每 1h测量一次 ,连续 1 0h在同一采样孔采样 ,测量结果的相对标准偏差为 1 0 %。系统总不确定度小于 5 6%。     

222Rn-220Rn分辨探测器的刻度与比对

为了保证测量质量,采用实验室新改进的^222Rn-^220Rn分辨探测器在南华大学氡实验室进行了刻度,并参加了日本NIRS组织的国际比对。结果显示,^222Rn-^220Rn暴露量与径迹密度之间有很好的线性关系,相关系数分别是0．9894、0．9885;^222Rn、^220Rn刻度因子分别为4．27±0．40Tacks cm^-2（kBq.m^-3．h）^-1、2．33±0．39 Tracks cm^-2（kBq·m^-3．h）^-1。纯^222Rn条件,测量值与NIRS提供的参考值的相对百分偏差（RPD）和变异系数（COV）分别为12％、7．7％,达到了英国NRPB规定的B级水平,在美国EPA规定的可接受的控制限之内;高^220Rn条件,^220Rn测量值的RPD和COV分别为22％、4．8％。有关^220Rn测量偏差偏高的原因有待进一步探讨。     

小220Rn室的研究

研制了一个125L的小^220 Rn室,在充^220 Rn和循环气流流速、风扇转速不变条件下,测量左、右两个侧面上不同位置的采样孔的^220 Rn水平,相对偏差仅为0．66％,且连续5d在同一采样孔采样测量,测量结果的相对偏差仅为1．6％。系统的总不确定度小于3．5％。     

220Rn累积测量的吸收体法及其应用

利用220Ra子体ThC'衰变产生的α粒子能量较氡及其子体衰变产生的α粒子能量都高的特点,发展了一种220Rn测量的吸收体方法.本文介绍了加吸收体甄别氡及实现220Rn直接测量的原理、剂量计及其刻度方法.该剂量计测量220Rn暴露量和介质表面220Rn析出率的刻度系数分别为Ro=0.0767 cm-2(kBq·m-3·h)-1和R=0.1300 cm-2(kBq·m-3·h)-1.当测量周期7 d,所用CR-39本底径迹密度标准差ST=1.6 cm-2时,其测220Rn浓度与220Rn析出率的探测下限分别为LLDC=248.4 Bq·m-3和LLDE=34.8 mBq·m-2·s-1.220Rn累积测量的吸收体法在环境220Rn水平测量、室内220Rn及其子体水平分布测量和介质表面220Rn析出率测量中得到了应用.     

北京房山区两座煤矿222Rn、220Rn及其子体的测量

用被动式累积探测器在北京房山区史家营(中型煤矿,年产量30万吨)和城关(小型煤矿,年产量3万吨)2座煤矿井下进行了222Rn、220Rn及220Rn子体的测量.测量结果表明,史家营煤矿的222Rn、220Rn年平均浓度和220Rn平衡当量浓度分别为292、90.5和0.9 Bq/m3;城关煤矿的222Rn、220Rn年均浓度和220Rn平衡当量浓度分别为4919、2619和6.0 Bq/m3.由于吸入的222Rn和220Rn及其子体所致矿工人均年有效剂量,史家营煤矿矿工分别为2.54和0.13 mSv;城关煤矿矿工所致相应的人均年有效剂量分别为42.9和1.43 mSv.在这两个煤矿中,222Rn及其子体是矿工受照剂量的主要来源;220Rn及其子体剂量仅占两矿矿工所受总剂量份额的4.9%和3.2%.在通风不好的矿井(如城关矿)222Rn、220Rn浓度的季节变化很大,夏季个别测点222Rn浓度高达1×104Bq·m-3.加强煤矿井下通风,降低矿工的辐射危害是值得关注的问题.     

空气中^222Rn／^220Rn子体水平α能谱测量方法的优化

通过^222Rn／^220Rn子体α能谱测量程序对^222Rn／^220Rn子体测量不确定度的分析，获得了有关采样时间、测量时间段、总测量时间与^222Rn／^220Rn子体测量不确定度的较清晰的关系。在此基础上，按照快速准确测量^222Rn／^220Rn子体的原则，优化了一种^222Rn／^220Rn子体α能谱测量程序，并通过和多种早先提出的^222Rn／^220Rn子体测量程序的实验对比，验证了该测量程序的合理性。     

被动累积222Rn-220Rn探测器

本文采用2只扩散杯，一只选择渗透率较大的滤膜，使^222Rn和^220Rn能很容易的进入，另一只选择渗透率较小的滤膜，该滤膜只允许^222Rn进入，半衰期较短的^220Rn被阻挡在外面，通过不同滤膜扩散率的差异，改变探测器的空气交换率，从而达到同时测量^222Rn和^220Rn的目的。     

~(222)Rn/~(220)Rn及其子体测量系统的软件设计

本文基于~(222)Rn/~(220)Rn测量仪与~(222)Rn/~(220)Rn子体测量仪,利用VC++开发环境的MFC框架开发了一套上位机触摸屏软件系统。该软件系统具有实时监控和图形处理、历史数据查询和分析、参数设置和运行控制、报表打印和导出等功能,经长期测试,本软件能满足测量环境~(222)Rn/~(220)Rn及其子体的连续监测的需求。     

中国地下煤矿222Rn和220Rn水平的初步调查研究

本文介绍在2002年12月至2004年8月期间,用固体径迹探测器对北京史家营矿、房山城关矿、山西古交西曲矿、太原王封矿、湖南衡阳市柏坊矿、衡南县松柏矿、贵州黔西红林矿及浙江安仁锦江矿等5省市的8座煤矿井下氡浓度进行了实际为期1年（分四个阶段）的调查。结果表明,8座煤矿的年平均氡浓度（测点数）分别为550（69）、3187（28）、45（224）、117（72）、88（79）、79（58）、40（72）、136（116）Bq／m^3。井下氡浓度及其变化规律与通风状况、地质结构等因素有很大的关系,通风不好的矿井氡浓度较高,且呈现出夏、秋季高,冬季低的趋势;而通风状况良好的矿井氡浓度较低,且四季变化不明显。结合调查结果揭示了北京地区煤矿氡浓度普遍较高、浙江石煤矿并不太高以及国有煤矿较低等一些特点,对影响煤矿井下氡浓度水平的因素作了简要分析。文中还给出了北京和湖南两地所测煤矿井下^220Rn及其子体水平的测量结果,^220Rn子体α潜能浓度与氡子体α潜能浓度的比值在0．036～0．42之间。     

基于单小闪烁室延时法绝对测量222Rn／220Rn方案验证

文章提出了单小闪烁室采用延时法对222 Rn/220 Rn进行绝对测量的方案,并给出了使用222 Rn对这种方案进行验证的条件,设计了验证实验.实验结果表明,延时后小闪烁室的浓度与球形闪烁室作为参考值的偏差在-2.9%～+3.4%之间.从小闪烁室的浓度随时间的波动来看,延时后最佳测量氡的时间段是10～45分钟.实验证明采用单小闪烁室延时法对222 Rn/220 Rn浓度进行绝对测量是可行的.     

~(222)Rn/~(220)Rn子体连续测量仪研制

实验研制了基于α能谱法的~(222)Rn/~(220)Rn子体连续测量仪。该仪器采用微孔滤膜采样,采用PIPS探测器与α能谱测量技术实现~(222)Rn、~(220)Rn子体的α粒子计数与测量。实验测试表明:在不更换滤膜的前提下,可实现~(222)Rn/~(220)Rn子体的活度浓度及潜能的有限次连续测量;测~(222)Rn、~(220)Rn子体活度浓度的下限为10 Bq/m~3,~(222)Rn子体活度浓度为100 Bq/m~3时的测量合成不确定度优于10%。     

220Rn浓度调节方法的改进

在220Rn及子体浓度实验装置上,研究改进220Rn及子体浓度调节方法。经过几个月实验研究,对220Rn及子体特性分析,为使实验装置中220Rn及子体浓度稳定,改进了220Rn浓度输入装置,研制出220Rn浓度延时调节装置。     

减压法降低混凝土建筑物内墙表面的220Rn析出率

为了研究降低香港高层混凝土建筑物室内^222Rn和6220Rn水平的新方法－－墙体减压法,香港大学建筑了一个专用实验室。通过实验室墙体内的孔洞,用抽气法（降低墙体内的压力）将墙体中的^222Rn和^220Rn排走,从而可以减少^222Rn^和220Rn从内墙表面的析出。用吸收体法测^220Rn剂量计测量了内墙表面的^220Rn析出率随墙体中压力和随测点距抽气孔位置变化的规律。测量结果表明,墙体减压法也可以降低内墙表面的^220Rn析出率,但与降低^220Rn析出率相比,效果要差些 。     

衡水某土房中220Rn的平衡因子空间分布

对衡水某土坯房居室内²²⁰Rn浓度及其子体平衡当量浓度（EEC_Tn）进行了累积测量和瞬时测量,通过计算得到居室内距各发射源不同距离的²²⁰Rn平衡因子F_Th。室内不同位置处累积测量和瞬时测量的F_Th范围分别为0.003～0.065和0.008～0.045,平均值为0.03。结果表明,²²⁰Rn平衡因子的空间分布具有一定规律性。     

软件延迟符合法测量低活度220Rn的实验研究

介绍了软件延迟符合分辨测量氡同位素的基本原理及相应的计算公式,并构建了软件延迟符合实验装置,对低活度220Rn源进行测量,与RAD7连续测氡仪进行了比对实验。实验结果显示,本底计数率为2～4 cpm时,延迟符合实验装置能够分辨测量衰变率为3～18 dpm的220Rn样,其测量结果与RAD7测量值偏差均在±8%以内。实验结果表明,软件延迟符合法能够在含有222Rn的环境中分辨并测量出低水平220Rn。